提高485总线系统的可靠性方式解析

在消防报警产品的现场施工中，通信载体一般采用双绞线。其特性阻抗为120 Ω左右，所以线路设计时，在485网络传输线的始端和末端应各接1只120 Ω的匹配电阻(如图1中的R8)，以减少线路上传输信号的反射。由于RS485芯片的特性，接收器的检测灵敏度为± 200 mV，即差分输入端VA-VB ≥+200 mV，输出逻辑1，VA-VB ≤-200 mV，输出逻辑0;而当A、B端电位差的绝对值小于200 mV时，输出不确定。如果在总线上所有发送器被禁止，则接收器输出逻辑0，这会误认为通信帧的起始引起工作不正常。解决这个问题的办法是人为地使A端电位高于B两端电位。这样RXD的电平在485总线不发送期间(总线悬浮时)呈现唯一的高电平，89C51单片机就不会被误中断而收到乱字符。通过在485电路的A、B输出端加接上、下拉电阻R7、R9，可以很好地解决这个问题。

　　2 RS-485总线接口软件设计

RS-485接口的软件设计对系统联网的可靠性有很大影响。由于485总线是异步半双工的通信总线，在某一个时刻总线只可能呈现一种状态，所以这种方式一般适用于主机对分机的查询方式通信，总线上必然有一台始终处于主机地位的设备在巡检其他分机，这就需要制定一套合理的通信协议来协调总线的分时共用。这里采用的是数据包通信方式，通信数据是成帧、成包发送的，每包数据都由引导码、长度码、地址码、命令码、内容和校验码等部分组成。其中： 引导码是用于同步每一包数据的引导头;长度码是这一包数据的总长度;命令码是主机对分机(或分机应答主机)的控制命令;地址码是分机的本机地址号;“内容”是这一包数据里的各种信息;校验码是这一包数据的校验标志，可以采用奇偶校验、“和”校验以及CRC校验等不同方式。

在设计RS-485通信软件时，尤其要注意对485控制端DE的软件编程。为了保证数据收发可靠，在485总线状态切换时需要加适当延时，再进行数据的收发。具体做法是在数据发送状态下，先将控制端DE置1;延时1 ms左右后，再发送有效的数据。一个数据包发送结束后再延时1 ms，然后将控制端DE清0。控制端DE经过这样处理后，会使总线在状态切换时有一个稳定的工作过程。

结语

RS-485总线具有电路设计简单、软件设计方便、成本低等优点，在火灾报警系统中应用非常广泛。本系统经过对软硬件接口进行改进后，大大提高了通信可靠性、稳定性，可满足消防报警系统的实际需要。采用本文改进的485总线接口已成功地应用于数百个消防报警系统，未出现任何通信故障。

参考文献

[1] B&B ELECTRONICS: RS422 and RS485 Application Note.

[2] Texas Instrument Inc. SN75LBC184 Differential with Transient Voltage Suppression. 1998.

[3] 马忠梅,籍顺心,等. 单片机的C语言应用程序设计. 北京：北京航空航天大学出版社,2003.